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科学新闻

 

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《自然》十大人物公布：十位年度新闻人物和一个AI

《自然》年度十大人物（

Nature’s 10）每年从全球的重大科学事件中评选出十位人物，而今年还有一位非人类上榜——ChatGPT。2023年的科学界取得了一些非凡成就，多位上榜人物所在团队实现了有目共睹的里程碑。印度空间组织“月船3号”（Chandrayaan-3）项目副主管Kalpana Kalahasti协助完成了印度的首次成功登月任务。美国国家点火装置首席设计师、物理学家Annie Kritcher开发的实验首次实现了产生能量大于消耗能量的核聚变反应。日本大阪大学的发育生物学家林克彦（Katsuhiko Hayashi）和同事首次用两个雄性小鼠的细胞培养出了小鼠幼崽。OpenAI公司首席科学家、人工智能先驱Ilya Sutskever因其在开发ChatGPT和其底层大语言模型中的关键作用而上榜。

 

今年上榜的两位人物尝试解决有全球性意义的问题。巴西环境部长Marina Silva采取了减少亚马孙森林砍伐的政策行动——这个全球最大热带雨林的森林砍伐率在过去几年里不断上升，令人担忧。联合国首位全球首席高温官Eleni Myrivili正在帮助各个国家准备应对气候变化带来的毁灭性影响。上榜的三位人物推动了生物医学的关键进展。布基纳法索Nanoro临床研究部门主管Halidou Tinto医生领导的临床试验帮助一款疫苗获批，该疫苗能极大降低疟疾感染率和死亡率。伦敦圣巴多罗买医院的癌症研究员Thomas Powles报道的临床试验结果预示着膀胱癌和其他癌症治疗将迎来重大进展。生物化学家Svetlana Mojsov终于让她数十年前在发现胰高糖素样肽-1（GLP-1）中的重要贡献得到承认，当前的畅销减肥药正是以这种激素为基础。

还有一位上榜人物帮助揭露了今年早些时候一项看似极出色的研究的缺陷。美国佛罗里达大学物理学家James Hamlin指出了一篇室温超导论文的问题，该论文目前已被撤稿。除了以上十人外，ChatGPT在今年的《自然》十大人物中也占有一席之地，以承认其极大转变了科学家做科研和传播科研的方式，并对整个社会产生了广泛影响

。（

Nature）

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气候

 

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COP28大会“加时

”通宵谈判，新协议或为化石燃料时代终结的开端

随着全球变暖，采取措施减少温室气体排放、解决气候危机刻不容缓。当地时间11月30 日至12月13日，第二十八届联合国气候变化大会

（COP28）在迪拜举行。在这次会议上，近200个参会国家首次盘点了2015年缔结的《巴黎协定》的进展。这次会议本该在12月12日闭幕，但由于各国代表对协议中“逐步减少”或“逐步淘汰”化石燃料存在分歧，大会不得不“加时”一天，在通宵谈判后，终于在12月13日上午通过了最新的COP28气候协议。

最终协议中首次纳入有关减少石油燃料使用的承诺，该协议被称为“阿联酋共识”，即“以公正、有序和公平的方式在能源系统中转型脱离化石燃料，在关键十年加速行动，以在 2050 年实现净零排放”

。其中，“在能源系统中转型脱离化石燃料”的表述将

允许化学工业等领域继续使用化石燃料，这为一些相关行业提供了喘息的空间

。据联合国气候变化大会的官方消息，这项新协议标志着化石燃料时代“终结的开端

”，为迅速、公正和公平的能源过渡奠定基础。

不过，据

Nature news报道，

各方对于本次协议的反应不一

。尽管这次的共识首次包含了“脱离”化石燃料，但目前商定的协议中对于各国如何提供资金以支持能源转型仍十分模糊，有关气候金融的部分还需要在明年的COP29大会上讨论。

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脑科学

 

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小鼠完整大脑的详细图谱公布

研究人员通过单核分析将数百万个细胞分成5000种细胞类型。图片来源于论文。

近期，《自然》发表了一系列论文

，报告了迄今为止最为完整的哺乳动物（小鼠）大脑细胞图谱。哺乳动物大脑中复杂多样的活动受高度特化的神经回路控制，这些回路由功能特性各异的众多细胞类型组成。为了理解大脑的运作，需要详细了解脑细胞的类型及神经回路的组织和功能。过去探测大脑的工作受限于选定区域，新的一系列论文提供了对整个小鼠大脑的详细调查，包括脑细胞类型的特性描述和分类。

在一篇论文

中，研究人员描述了如何从结合了约400万细胞的单细胞RNA测序和约430万细胞的空间转录组学数据中创建出这一高分辨率图谱。他们提出了一个四级分类的图谱：34类、338个亚类，1201个超型、5322个细胞群。结果表明，不同脑区细胞类型组织的独特特征，其中背侧区域含有细胞类型较少，但多样性较高；而腹侧含有大量彼此更为紧密关联的神经元类型。此外，他们还确认了转录因子在整个大脑细胞类型分类中具有决定作用。

在另一篇论文

中，研究人员比较了人类、猕猴、狨猴和小鼠初级运动皮层的基因调控。他们发现了与多发性硬化、厌食和烟瘾相关的遗传变异中的保守特征。这些发现表明了大脑图谱的价值，可用于识别造成神经系统疾病和特性的遗传变异。这一系列中的其他论文识别了影响特化细胞功能的细胞特异性遗传特征，或探索了大脑不同部分细胞类型如何形成联系。细胞类型图谱的重要性，不仅在于在细胞尺度上理解大脑结构，也在于对大脑演化做出准确推断。这些工作为神经生物学和神经系统疾病的许多重要发现奠定了坚实基础。

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天文学

 

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韦布发现最小的矮褐星

JWST拍摄了星团IC 348的中心区域，研究人员发现了三颗褐矮星，最小的一颗质量仅为木星质量的3~4倍。

图片来源：NASA, ESA, CSA, STScI, K. Luhman (Penn State University), and C. Alves de Oliveira (ESA)

褐矮星是一种质量介于恒星和行星之间的天体。它们像恒星一样形成，还会在自身引力作用下坍缩，但它们的密度和温度却达不到开始融合氢并变成恒星的程度。一直以来，天文学家都在寻找形成方式与恒星类似的最小天体。据美国航空航天局（NASA）消息，最近，有研究团队利用韦布空间望远镜（JWST）发现了一颗自由漂浮的褐矮星，其质量仅为木星的三到四倍，是迄今发现的最小的褐矮星

。

为了找到最小的褐矮星，研究人员选择将JWST对准距离我们约1000光年的星团IC 348，这个星团很年轻，仅有约500万年的历史。在红外光下，褐矮星在这样的星团背景中会相对明亮，更容易被发现。在筛选过程中，研究人员锁定了3个可能的目标，它们的重量在3~8倍木星质量之间，表面温度约为830~1500℃。经计算，其中最小的褐矮星质量仅为木星的3~4倍。不过，在理论上解释如此小的褐矮星的形成过程仍是一个挑战。（NASA）

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神经科学

 

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为了多巴胺，大脑能通过“倒带

”强化学习

多巴胺是大脑中一种重要的化学信使，当人遇到奖励时多巴胺会释放，这对强化带来奖励的行为至关重要。不过目前科学家并不清楚大脑如何将特定行为与多巴胺的释放联系起来。12月13日，一篇发表于《自然》

的论文揭示了多巴胺不仅是奖励信号，而且还引导动物通过试验和错误来确定导致这些奖励的特定行为。

实验中，研究人员开发了一种“闭环”系统，可以将小鼠的特定行为与实时多巴胺释放联系起来。他们给小鼠配备了无线传感器，以便在一个简单的受控空间内跟踪它们的运动。研究人员使用光遗传学（一种用光控制神经元的方法），当小鼠完成预定的“目标动作”时，就刺激它们的多巴胺神经元，释放多巴胺。他们发现小鼠在多巴胺释放后会迅速改变它们的行为，它们不仅会增加目标动作的频率，而且增加在多巴胺释放前几秒类似动作的频率

。与此同时，与目标动作不同的动作会迅速减少。随着时间的推移，这种改进变得更加精确。研究显示，大脑中会通过一种类似倒带的过程（回顾性强化机制），来了解逐步确认导致多巴胺释放的特定动作和动作序列。

撰写：不周、clefable

封面来源：pixabay

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